JP6059798B2 - Energy conversion substrate using liquid - Google Patents
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Description
本発明は、液体を利用したエネルギー転換基板に関し、より詳しくはエネルギー転換層がある基板上で液体の流れにより機械的エネルギーを電気エネルギーに転換させる液体を利用したエネルギー転換基板に関する。 The present invention relates to an energy conversion substrate using a liquid, and more particularly to an energy conversion substrate using a liquid that converts mechanical energy into electric energy by a liquid flow on a substrate having an energy conversion layer.
従来の流体を利用して機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換する技術は、誘電物質と接している液体金属の接触面積を経時的に変化させて誘電物質の下に位置する電極に電気容量(ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ)を発生させる原理を用いる。 The technology for converting mechanical energy into electrical energy using a conventional fluid changes the contact area of the liquid metal that is in contact with the dielectric material over time, so that the capacitance ( The principle of generating (capacitance) is used.
従来の流体を利用したエネルギー転換方法及び装置は、米国登録特許７,８９８,０９６号で開示している。 A conventional energy conversion method and apparatus using a fluid is disclosed in US Pat. No. 7,898,096.
図１は、従来の流体を利用したエネルギー転換装置の概念図である。図１を参照すれば、従来の流体を利用したエネルギー転換装置は、細長い形状のチャンネルの壁に一定パターンで電極を形成し、電極の上部には誘電物質層を形成させる。そしてチャンネルの内部には小さな水玉状の導電性液体と非導電性液体を注入し、このような水玉状の導電性液体に外部電源から電圧を印加して導電性液体を分極させる。 FIG. 1 is a conceptual diagram of an energy conversion device using a conventional fluid. Referring to FIG. 1, in the conventional energy conversion device using a fluid, electrodes are formed in a predetermined pattern on the walls of an elongated channel, and a dielectric material layer is formed on the electrodes. Then, a small polka-dot conductive liquid and a non-conductive liquid are injected into the channel, and a voltage is applied to such a polka-dot conductive liquid from an external power source to polarize the conductive liquid.
このような状態でチャンネルと繋がっている所定の部分(未図示)に物理的な圧力をかければ、分極された水玉状の導電性液体はチャンネルに沿って移動することになり、この過程で一定パターンで形成されている多数の電極は、移動する多数の導電性液滴と接触する面積が経時的に変化し続け、その結果、電気容量が変化して電気エネルギーが生成される。 If physical pressure is applied to a predetermined portion (not shown) connected to the channel in such a state, the polarized polka-dot conductive liquid moves along the channel, and in this process, constant A large number of electrodes formed in a pattern continuously change over time in contact with a large number of moving conductive droplets. As a result, electric capacity is changed and electric energy is generated.
しかし、従来の流体を利用したエネルギー転換方法及び装置は、実用化までに様々な問題点を持っている。 However, conventional energy conversion methods and devices using fluids have various problems until practical use.
従来の流体を利用したエネルギー転換方法及び装置は、電気湿潤(ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ)現象を逆に用いることを基にするため、２つの電極を対向させる構造を採択しなければならない。 Since the conventional energy conversion method and apparatus using a fluid is based on the reverse use of the electrowetting phenomenon, a structure in which two electrodes are opposed to each other must be adopted.
このような構造的制限のため、従来の流体を利用したエネルギー転換方法及び装置は、狭くて細いチャンネル構造を利用しなければならず、このため、製造の難しさ及び液体循環の難しさがあった。 Due to such structural limitations, conventional energy conversion methods and devices using fluids must use a narrow and narrow channel structure, which is difficult to manufacture and difficult to circulate liquids. It was.
また、狭くて細いチャンネル構造内で滴状の液体金属が移動した後、外部の力がなくなればまた元の位置に復帰する、可逆可能な(ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ)動きが難しいため、別の潤滑層(ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ)が必要であるという限界点があり、チャンネルの詰まり現象が容易に発生して動作が不可能な場合が発生する。 Also, after the drop-like liquid metal moves within the narrow and narrow channel structure, it is difficult to revertible when the external force disappears and then returns to its original position, so another lubrication layer (lubricating) layer) is necessary, and a clogging phenomenon of the channel easily occurs and the operation is impossible.
そして、従来の流体を利用したエネルギー転換方法及び装置は、狭くて細いチャンネル構造を採用しているため、対向する２つの電極がチャンネルの壁に一定形状にパターンされなければならず、このような構造によって装置構成が複雑になり、電気エネルギーを生産するモジュールの大きさが大きくなるので、大量生産や原価低減にも限界が多かった。 In addition, the conventional energy conversion method and apparatus using a fluid employs a narrow and narrow channel structure, and thus two opposing electrodes must be patterned in a certain shape on the wall of the channel. The structure of the equipment is complicated by the structure, and the size of the module that produces electrical energy increases, so there are many limits to mass production and cost reduction.
また他の問題としては、水銀またはガリンスタン(ｇａｌｉｎｓｔａｎ)のような液体金属を使用しているため人体及び環境に有害であり、このような導電性液体を分極させるためには外部から別途の電源印加が必要であるという限界点がある。 Another problem is that it uses a liquid metal such as mercury or galinstan, which is harmful to the human body and the environment. In order to polarize such a conductive liquid, a separate power supply must be applied from the outside. There is a limit that is necessary.
そして、従来の流体を利用したエネルギー転換方法及び装置は、チャンネル構造で可逆可能な(ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ)限り動きを継続的に具現しなければならない点と、混ざらない異なる２種類の液体を使用しなければならないため、制御の困難がある。 In addition, the conventional energy conversion method and apparatus using a fluid must continuously implement movement as long as it is reversible in a channel structure, and must use two different types of liquids that do not mix. It is difficult to control.
本発明は、液滴(ｄｒｏｐｌｅｔ)の流れによりエネルギー転換層と液体間の接触面、接触面積または接触角のうち少なくともいずれか１つの変化を誘導してこれを電気エネルギーに変換する液体を利用したエネルギー転換基板を提供することを目的とする。 The present invention utilizes a liquid that induces a change in at least one of a contact surface, a contact area, or a contact angle between an energy conversion layer and a liquid by a droplet flow and converts the change into electrical energy. An object is to provide an energy conversion substrate.
上記の目的を果たすために、基板上に間隔を置いてパターニングされた第１電極及び第２電極；及び前記第１電極または第２電極のうち少なくともいずれか１つの上に形成されるエネルギー転換層；を有し、イオン性液体または水が前記電極上を流れながら前記電極との接触角、接触面及び接触面積のうちいずれか１つが変化して前記エネルギー転換層によって電気エネルギーを生成することを特徴とする液体を利用したエネルギー転換基板が提供される。 To achieve the above object, a first electrode and a second electrode patterned on a substrate at an interval; and an energy conversion layer formed on at least one of the first electrode and the second electrode And an ionic liquid or water flows on the electrode, and any one of a contact angle, a contact surface, and a contact area with the electrode is changed to generate electric energy by the energy conversion layer. An energy conversion substrate using the featured liquid is provided.
好ましくは、前記エネルギー転換層は、無機物層、有機物層または有機物と無機物の混合物層のうち少なくともいずれか１つの層を含むことを特徴とする。 Preferably, the energy conversion layer includes at least one of an inorganic layer, an organic layer, or a mixture layer of an organic material and an inorganic material.
好ましくは、前記エネルギー転換層上に前記イオン性液体または水との接触面、接触角または接触面積の変化を容易にするための疎水性物質層が積層されることを特徴とする。 Preferably, a hydrophobic substance layer for facilitating a change in the contact surface, contact angle or contact area with the ionic liquid or water is laminated on the energy conversion layer.
好ましくは、前記イオン性液体は、ＮａＣｌ、ＬｉＣｌ、ＮａＮＯ３、Ｎａ２ＳｉＯ３、ＡｌＣｌ３−ＮａＣｌ、ＬｉＣｌ−ＫＣｌ、ＫＣＬ、Ｎａ、ＮａＯＨ、Ｈ２ＳＯ４、ＣＨ３ＣＯＯＨ、ＨＦ、ＣｕＳＯ４、エチレングリコール、プロピレングリコールまたはＡｇＣｌのうち少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする。 Preferably, the ionic liquid, NaCl, LiCl, NaNO 3, Na 2 SiO 3, AlCl 3 -NaCl, LiCl-KCl, KCL, Na, NaOH, H 2 SO 4, CH 3 COOH, HF, CuSO 4, It contains at least one of ethylene glycol, propylene glycol and AgCl.
また、基板上に間隔を置いてパターニングされた第１電極及び第２電極；及び前記第１電極または第２電極のうち少なくともいずれか１つの上に形成されるエネルギー転換層；を有し、導電性液体が前記電極上を流れながら前記電極との接触角、接触面、接触面積のうちいずれか１つが変化して前記エネルギー転換層によって電気エネルギーを生成することを特徴とする液体を利用したエネルギー転換基板が提供される。 And a first electrode and a second electrode patterned on the substrate at an interval; and an energy conversion layer formed on at least one of the first electrode and the second electrode. The energy using the liquid is characterized in that any one of a contact angle, a contact surface, and a contact area with the electrode changes while the conductive liquid flows on the electrode to generate electric energy by the energy conversion layer A conversion substrate is provided.
好ましくは、前記エネルギー転換層は、無機物層、有機物層または有機物と無機物の混合物層のうち少なくともいずれか１つの層を含むことを特徴とする。 Preferably, the energy conversion layer includes at least one of an inorganic layer, an organic layer, or a mixture layer of an organic material and an inorganic material.
好ましくは、前記エネルギー転換層上に前記導電性液体との接触面、接触角または接触面積の変化を容易にするための親水性物質層が積層されることを特徴とする。 Preferably, a hydrophilic substance layer for facilitating a change in a contact surface, a contact angle or a contact area with the conductive liquid is laminated on the energy conversion layer.
好ましくは、前記親水性物質層はポリアクリル酸(Ｐｏｌｙ(ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ)、ＰＡＡ)、アクリルアミド(Ａｃｒｙｌａｍｉｄｅｓ)、無水マレイン酸共重合体(Ｍａｌｅｉｃ Ａｎｈｙｄｒｉｄｅ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ)、メタクリレート(Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ)、エタクリレート(Ｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ)、アミン機能性ポリマー(Ａｍｉｎｅ−Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ)、ポリスチレンスルホン酸(Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ、ＰＳＳ)、ビニル酸(Ｖｉｎｙｌ Ａｃｉｄｓ)、ビニルアルコール(Ｖｉｎｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌｓ)または−ＮＨ、−ＣＯ−、アミノ基−ＮＨ２、水酸基−ＯＨまたはカルボキシル基−ＣＯＯＨの機能基のうち少なくともいずれか１つを含む物質からなることを特徴とする。 Preferably, the hydrophilic material layer includes polyacrylic acid (Poly (acrylic acid), PAA), acrylamide (Acrylamides), maleic anhydride copolymer (Maleic anhydride Copolymers), methacrylate (Methacrylate), ethacrylate, (Ethamine). Functional polymers (Amine-Functional Polymers), polystyrene sulfonic acid (Polystyrenesulfonate, PSS), vinyl acid (Vinyl Acids), vinyl alcohol (Vinyl Alcohols) or -NH, -CO-, amino group -NH2, hydroxyl group -OH or carboxyl It consists of a substance containing at least one of the functional groups of the group —COOH.
好ましくは、前記導電性液体は、比抵抗の範囲が１μΩｃｍ〜１０００μΩｃｍであり、比誘電率(ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ、Ｋ)が５以下であることを特徴とする。 Preferably, the conductive liquid has a specific resistance in a range of 1 μΩcm to 1000 μΩcm , and a dielectric constant (K) of 5 or less.
好ましくは、 前記エネルギー転換層は、
ポリメタクリル酸メチル(ＰｏｌｙＭｅｔｈｙｌＭｅｔｈＡｃｒｙｌａｔｅ、ＰＭＭＡ)、ポリエチレン(Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ)、ポリスチレン(Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ、ＰＳ)、ポリビニルピロリドン(Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ、ＰＶＰ)、ポリ(４ビニルフェノール)(ｐｏｌｙ(４−ｖｉｎｙｌｐｅｎｏｌ)、ＰＶＰ)またはポリエーテルスルフォン(ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ、ＰＥＳ)、ポリ(４−メトキシフェニルアクリレート)(Ｐｏｌｙ(４−ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌａｃｒｙｌａｔｅ)；ＰＭＰＡ)、ポリ(フェニルアクリレート)(Ｐｏｌｙ(ｐｈｅｎｙｌａｃｒｙｌａｔｅ)；ＰＰＡ)、ポリ(２,２,２−トリフルオロエチルメタクリレート)(Ｐｏｌｙ(２,２,２−ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ)；ＰＴＦＭＡ)、シアノエチルプルラン(Ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｐｕｌｌｕｌａｎ；ＣＹＥＰＬ)、ポリ塩化ビニル(ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｃｈｌｏｒｉｄｅ；ＰＶＣ)、ポリ(パラバン酸)樹脂(Ｐｏｌｙ(ｐａｒａｂａｎｉｃ ａｃｉｄ)ｒｅｓｉｎ；ＰＰＡ)、ポリ(ｔ−ブチルスチレン)(Ｐｏｌｙ(ｔ−ｂｕｔｙｌｓｔｙｒｅｎｅ)；ＰＴＢＳ)、ポリチエニレンビニレン(Ｐｏｌｙｔｈｉｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ；ＰＴＶ)、ポリ酢酸ビニル(Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｃｅｔａｔｅ；ＰＶＡ)、ポリ(ビニルアルコール)(Ｐｏｌｙ(ｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ)；ＰＶＡ)、ポリ(Ｒメチルスチレン)(Ｐｏｌｙ(Ｒｍｅｔｈｙｌｓｔｙｒｅｎｅ)；ＰＡＭＳ)、ポリ(ビニルアルコール)−コ−ポリ(酢酸ビニル)−コ−ポリ(イタコン酸)(Ｐｏｌｙ(ｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ)−ｃｏ−ｐｏｌｙ(ｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ)−ｃｏ−ｐｏｌｙ(ｉｔａｃｏｎｉｃ ａｃｉｄ)；ＰＶＡＩＡ)、ポリオレフィン(Ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ)、ポリアクリレート(Ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ)、パリレン−Ｃ(Ｐａｒｙｌｅｎｅ−Ｃ)、ポリイミド(Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ)、オクタデシルトリクロロシラン(Ｏｃｔａｄｅｃｙｌｔｒｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ；ＯＴＳ)、ポリ(トリアリールアミン)(Ｐｏｌｙ(ｔｒｉａｒｙｌａｍｉｎｅ)；ＰＴＴＡ)、ポリ−３−ヘキシルチオフェン(Ｐｏｌｙ−３−ｈｅｘｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ；Ｐ３ＨＴ)、架橋結合されたポリ−４−ビニルフェノール(ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｅｄ Ｐｏｌｙ−４−ｖｉｎｙｌｐｈｅｎｏｌ；ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｅｄ ＰＶＰ)、ポリ(ペルフルオロアルケニルビニルエーテル)(Ｐｏｌｙ(ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ ａｌｋｅｎｙｌｖｉｎｙｌ ｅｔｈｅｒ))、ナイロン−６(Ｎｙｌｏｎ−６)、ｎ−オクタデシルホスホン酸(ｎ−Ｏｃｔａｄｅｃｙｌｐｈｏｓｐｈｏｎｉｃ ａｃｉｄ；ＯＤＰＡ)、ポリテトラフルオロエチレン(Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＴＦＥ)、シリコン(ｓｉｌｉｃｏｎｅ)、ポリウレタン(ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ)、ラテックス(ｌａｔｅｘ)、アセチルセルロース(ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｃｅｔａｔｅ)、ＰＨＥＭＡ(ｐｏｌｙ(ｈｙｄｒｏｘｙ ｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ))、ポリ乳酸(ｐｏｌｙｌａｃｔｉｄｅ、ＰＬＡ)、ＰＧＡ(ポリグリコライド、ｐｏｌｙｇｌｙｃｏｌｉｄｅ)、またはＰＧＬＡ(Ｐｏｌｙｇｌｙｃｏｌｉｄｅ−ｃｏ−Ｌａｃｔｉｄｅ)のうち少なくともいずれか１つの物質を含む有機物層；を含むことを特徴とする。
Preferably, the energy conversion layer is
Polymethylmethacrylate (PolyMethylMethacrylate, PMMA), Polyethylene (Polyethylene, PE), Polystyrene (Polystyrene, PS), Polyvinylpyrrolidone (Polyvinylpyrrolidone, PVP), Poly (4-vinylphenol) (poly (4-vinylPV) Polyethersulfone (PES), poly (4-methoxyphenylacrylate) (Poly (4-methoxyphenylacrylate); PMPA), poly (phenylacrylate) (Poly (phenylacrylate); PPA), poly (2,2,2-triphenyl) Fluoroethyl methacrylate) (Poly (2,2,2-trifluoroethyl methacrylate) PTFMA), cyanoethyl pullulan (CYEPL), polyvinyl chloride (PVC), poly (parabanic acid) resin (Poly (parabic acid) resin; PPA), poly (t-butylstyrene) (Poly) (t-butylstyrene); PTBS), polythienylene vinylene (PTV), polyvinyl acetate (PVA), poly (vinyl alcohol) (PVA), poly (R methyl styrene) Poly (Rmethylstyrene); PAMS), poly (vinyl alcohol) -co-poly (vinyl acetate) -co-poly (itaconic acid) (Poly (vinyl al)) cohol) -co-poly (vinyl acetate) -co-poly (itaconic acid); PVAIA), polyolefin (Polyolefin), polyacrylate (Polyacrylate), parylene-C (Parylene-C), polyimide (Polyimide), octadecyltrichlorosilane (Octadecyltrichlorosilane; OTS), poly (triarylamine) (Poly (triarylamine); PTTA), poly-3-hexylthiophene (P3HT), cross-linked poly-4-vinylphenol (cross-) linked-poly-4-vinylphenol; cross-linked PVP), poly (perfluoroalkenyl vinyl) Ether) (Poly (perfluoroalkenylvinyl ether)), nylon-6 (Nylon-6), n-octadecylphosphonic acid (ODPA), polytetrafluoroethylene (Polytetrafluoroethylene, PTF) (polyurethane), latex (latex), acetylcellulose (cellulose acetate), PHEMA (poly (hydroxyethyl methacrylate)), polylactic acid (polylactide, PLA), PGA (polyglycolide, colypylol, PG) Less than Lactide) Also organic layer containing any one material; characterized in that it comprises a.
好ましくは、前記エネルギー転換層は、酸化シリコン(ＳｉＯ２)、酸化アルミニウム(Ａｌ２Ｏ３)、五酸化タンタル(Ｔａｎｔａｌｕｍ Ｐｅｎｔｏｘｉｄｅ、Ｔａ２Ｏ５)、酸化亜鉛(Ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ、ＺｎＯ)、酸化イットリウム(Ｙｔｔｒｉｕｍ ｏｘｉｄｅ、Ｙ２Ｏ３)、酸化セリウム(Ｃｅｒｉｕｍ ｏｘｉｄｅ、ＣｅＯ２)、 二酸化チタン(ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ、ＴｉＯ２)、チタン酸バリウム(Ｂａｒｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ、ＢａＴｉＯ３)、チタン酸ジルコン酸バリウム(Ｂａｒｉｕｍ ｚｉｒｃｏｎａｔｅ ｔｉｔａｎａｔｅ、ＢＺＴ)、二酸化ジルコニウム(Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ、ＺｒＯ２)、酸化ランタン(Ｌａｎｔｈａｎｕｍ ｏｘｉｄｅ、Ｌａ２Ｏ３)、ハフニウムシリケート(Ｈａｆｎｏｎ、ＨｆＳｉＯ４)、ランタンアルミネート(Ｌａｎｔｈａｎｕｍ Ａｌｕｍｉｎａｔｅ、ＬａＡｌＯ３)、窒化ケイ素(Ｓｉｌｉｃｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ、Ｓｉ３Ｎ４)、ペロブスカイト(Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ)物質としては、チタン酸ストロンチウム(Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ、ＳｒＴｉＯ３)、チタン酸バリウムストロンチウム(ｂａｒｉｕｍ ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ、ＢＳＴ)、チタン酸ジルコン酸鉛(Ｌｅａｄ ｚｉｒｃｏｎａｔｅ ｔｉｔａｎａｔｅ、ＰＺＴ)、チタン酸カルシウム銅(Ｃａｌｃｉｕｍ ｃｏｐｐｅｒ ｔｉｔａｎａｔｅ、ＣＣＴＯ)、酸化ハフニウム(ＨｆＯ２)、アパタイト(Ａ１０(ＭＯ４)６(Ｘ)２)、ハイドロキシアパタイト(Ｃａ１０(ＰＯ４)６(ＯＨ)２)、リン酸三カルシウム(Ｃａ３(ＰＯ４２))、Ｎａ２Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ２、またはバイオガラス(ＣａＯ−ＳｉＯ２−Ｐ２Ｏ５)のうち少なくともいずれか１つの物質を含む無機物層を含むことを特徴とする。 Preferably, the energy conversion layer includes silicon oxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), zinc oxide (Zinc oxide, ZnO), yttrium oxide ( Yttrium oxide, Y 2 O 3 ), cerium oxide (Cerium oxide, CeO 2 ), titanium dioxide (titanium dioxide, TiO 2 ), barium titanate (Barium titanate, BaTiO 3 ), barium zirconate titanate BZT), zirconium dioxide (zirconium dioxide, ZrO 2), lanthanum oxide (lanthanum oxide, La 2 O 3 ), hafnium silicate (Hafnon HfSiO 4), lanthanum aluminate (Lanthanum Aluminate, LaAlO 3), silicon nitride (Silicon nitride, Si 3 N 4 ), as the perovskite (Perovskite) materials, strontium titanate (Strontium titanate, SrTiO3), barium strontium titanate ( barium strontium titanate, BST), lead zirconate titanate (Lead zirconate titanate, PZT), calcium titanate copper (calcium copper titanate, CCTO), hafnium oxide (HfO 2), apatite (A 10 (MO 4) 6 (X ) 2), hydroxyapatite (Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2), tricalcium phosphate (Ca 3 (PO 2)), characterized in that it comprises an inorganic layer comprising at least one of the substances of the Na 2 O-CaO-SiO 2 or bioglass, (CaO-SiO 2 -P 2 O 5).
好ましくは、前記エネルギー転換層は、液体との接触面積を広げるための構造物が形成されたことを特徴とする。 Preferably, the energy conversion layer is formed with a structure for expanding a contact area with the liquid.
好ましくは、前記第１電極または前記第２電極は、ＩＴＯ、ＩＧＯ、クロム、アルミニウム、ＩＺＯ(Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ)、ＩＧＺＯ(Ｉｎｄｉｕｍ Ｇａｌｌｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ)、ＺｎＯ、ＺｎＯ２またはＴｉＯ２のうち少なくともいずれか１つを含む無機電極であるか、白金、金、銀、アルミニウム、鉄または銅のうち少なくともいずれか１つを含む金属電極であるか、ポリエチレンジオキシチオフェン(ＰＥＤＯＴ、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ)、カーボンナノチューブ(ＣＮＴ、Ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏ ｔｕｂｅ)、グラフェン(ｇｒａｐｈｅｎｅ)、ポリアセチレン(ｐｏｌｙａｃｅｔｙｌｅｎｅ)、ポリチオフェン(Ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ、ＰＴ)、ポリピロール(Ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ)、ポリパラフェニレン(ｐｏｌｙｐａｒａｐｈｅｎｙｌｅｎｅ、ＰＰＶ)、ポリアニリン(Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ)、ポリ窒化硫黄(ｐｏｌｙ ｓｕｌｆｕｒ ｎｉｔｒｉｄｅ)、ステンレススチール、クロムを１０％以上含有した鉄合金、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｔｉ合金、ニチノール(Ｎｉ−Ｔｉ)またはポリパラフェニレンビニレン(ｐｏｌｙｐａｒａｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ)のうち少なくともいずれか１つを含む有機電極であることを特徴とする。 Preferably, the first electrode or the second electrode is at least one of ITO, IGO, chromium, aluminum, IZO (Indium Zinc Oxide), IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide), ZnO, ZnO 2, or TiO 2. Or a metal electrode containing at least one of platinum, gold, silver, aluminum, iron or copper, polyethylenedioxythiophene (PEDOT), carbon nanotube (CNT, Carbon nano tube, graphene, polyacetylene, polythiophene (PT), polypyrrole (Polypyrrole) e), polyparaphenylene (PPV), polyaniline (Polyaniline), polysulfur nitride, stainless steel, iron alloy containing 10% or more of chromium, SUS304, SUS316, SUS316L, Co-Cr alloy, It is an organic electrode containing at least one of Ti alloy, Nitinol (Ni-Ti), or polyparaphenylene vinylene.
好ましくは、前記第１電極は、平面状の凹部を有するようにパターニングされ、前記第２電極は、前記凹部に対応する凸部を有するようにパターニングされることを特徴とする。 Preferably, the first electrode is patterned to have a planar concave portion, and the second electrode is patterned to have a convex portion corresponding to the concave portion.
その他の実施例の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。 Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
本発明は、対向する基板の対ではない１つの基板で液体を利用したエネルギー転換装置を具現し、製造の容易性及び液体循環の容易性を果たす効果がある。 The present invention embodies an energy conversion device using liquid on a single substrate that is not a pair of opposing substrates, and has the effect of facilitating manufacturing and liquid circulation.
また本発明は、潤滑層を必要としないようにすることで、装置の単純化、製造原価の低減とともに故障の少ないエネルギー転換装置を具現するという効果がある。 Further, the present invention has an effect of realizing an energy conversion device with few failures as well as simplification of the device and reduction of manufacturing cost by eliminating the need for the lubricating layer.
また本発明は、別途の外部電源印加がなくても効率的な電気エネルギー転換が可能であるという効果がある。 In addition, the present invention has an effect that it is possible to efficiently convert electric energy without applying a separate external power source.
そして、本発明は、イオン性液体または水を使用することにより、人体及び環境に有害であるという問題点を解決するという効果がある。 And this invention has the effect of solving the problem of being harmful to a human body and an environment by using an ionic liquid or water.
本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述されている実施例を参照すれば明確になる。しかし、本発明は以下で開示される実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現することができ、ただ本実施例は本発明の開示を完全にし、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであって、本発明は請求項の範疇により定義されるだけである。一方、本明細書で使われた用語は、実施例を説明するためのものであって、本発明を制限しようとするものではない。 Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and can be embodied in various forms different from each other. However, the embodiments completely disclose the present invention and the technology to which the present invention belongs. It is provided to provide full knowledge of the scope of the invention to those skilled in the art and the invention is only defined by the scope of the claims. On the other hand, the terminology used in the present specification is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention.
図２は、本発明の一実施例に係る液体を利用したエネルギー転換基板の概略図である。図２を参照すれば、本発明の一実施例による液体を利用したエネルギー転換基板は、ベース基板２１０；ベース基板２１０上に間隔を置いてパターニングされた第１電極２２０及び第２電極２３０；第１電極２２０または第２電極２３０のうち少なくともいずれか１つの上に形成されるエネルギー転換層２２１、２２２を含むように構成される。
FIG. 2 is a schematic view of an energy conversion substrate using a liquid according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, an energy conversion substrate using a liquid according to an embodiment of the present invention includes a
エネルギー転換層２２１、２２２は、第１電極２２０と第２電極２３０上を流れるイオン性液体または水との接触角、接触面、接触面積のうち少なくともいずれか１つが変化して電気エネルギーを生成する。
The
図６は、本発明の一実施例に係る液体を利用したエネルギー転換基板の使用態様を示した図面である。図６を参照すれば、ベース基板２１０が傾斜してベース基板２１０上のイオン性液体または水２９０が第１電極２２０及び第２電極２３０との接触面、接触面積または接触角が変化するように流れる。このような流れによって、液体を利用したエネルギー転換基板は、イオン性液体または水２９０の移動である機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換する。
FIG. 6 is a view illustrating a usage mode of an energy conversion substrate using a liquid according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, the ionic liquid or
すなわち、本発明の一実施例による液体を利用したエネルギー転換基板は、イオン性液体または水２９０と第１電極２２０及び第２電極２３０との接触面、接触角または接触面積のうち少なくともいずれか１つの変化により電気容量の変化を発生させて電気エネルギーが生じる。
That is, the energy conversion substrate using the liquid according to an embodiment of the present invention may include at least one of a contact surface, a contact angle, and a contact area between the ionic liquid or
また図２を参照し、本発明の好ましい一実施例によれば、エネルギー転換層は無機物層２２１及び／または有機物層２２２が積層されて構成される。好ましくは、このようなエネルギー転換層の形成にはパターニングや蒸着、またはスピンコーティングのような方法が用いられる。
Referring to FIG. 2, according to a preferred embodiment of the present invention, the energy conversion layer is formed by laminating an inorganic layer 221 and / or an
無機物層２２１と有機物層２２２は、第１電極２２０または第２電極２３０上に積層される順序は構わないが、接して積層されなければならない。
The inorganic layer 221 and the
また好ましくは、エネルギー転換層は、第１電極２２０と第２電極２３０を全て覆うように一体の層で形成されることができる。
Preferably, the energy conversion layer can be formed as an integral layer so as to cover all of the
好ましくは、無機物層２２１と有機物層２２２は第１電極２２０または第２電極２３０上に積層される際に繰り返して重畳することができる。すなわち、エネルギー転換層は、無機物層２２１と有機物層２２２の積層形態を繰り返して形成されることができる。
Preferably, the inorganic layer 221 and the
本発明の好ましい一実施例によれば、無機物層２２１または有機物層２２２は、上記イオン性液体または水との接触面積を広げるための構造物が形成されるように蒸着される。
According to a preferred embodiment of the present invention, the inorganic layer 221 or the
図４ａ〜図４ｄは、本発明の一実施例に係る液体を利用したエネルギー転換基板のエネルギー転換層の実施例を示した側面図である。図４ａ〜図４ｄを参照すれば、本発明の一実施例による液体を利用したエネルギー転換基板のエネルギー転換層はベース基板４１０上にパターニングされた電極４２０上に無機物層４３０が蒸着される。有機物層４４０は、無機物層４３０上に凹凸形状(図４ａ)、尖り突起形状(図４ｂ)、半球状(図４ｃ)、甌穴形状(図４ｄ)の微細構造物が形成されるように積層される。好ましくは、有機物層４４０と無機物層４３０の順が変わってもよく、構造物が形成されるように積層されるのが必ず有機物層４４０である必要はない。
4A to 4D are side views illustrating an example of an energy conversion layer of an energy conversion substrate using a liquid according to an embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 4 a to 4 d, the
好ましくは、構造物が形成されるように積層された有機物層４４０上に上記構造物形状が維持されるように疎水性物質層４５０が積層される。
Preferably, the
このような構造物形状は、上記電極４２０とイオン性液体または水の接触面積の変化がより大きくなるようにして電気エネルギー発生効率を高める効果がある。
Such a structure shape has an effect of increasing the electric energy generation efficiency by increasing the change in the contact area between the
本発明の好ましい一実施例によれば、疎水性物質層２２３はエネルギー転換層２２１、２２２上に積層される。このような疎水性物質層２２３はイオン性液体または水が電極２２１、２２２との接触面、接触角または接触面積の変化が容易になるように積層される。
According to a preferred embodiment of the present invention, the hydrophobic material layer 223 is laminated on the energy conversion layers 221 and 222. The hydrophobic material layer 223 is laminated so that the ionic liquid or water can easily change the contact surface, contact angle, or contact area with the
好ましくは、疎水性物質層２２３はエネルギー転換層が形成されない第１電極２２０または第２電極２３０上に積層されることができる。
Preferably, the hydrophobic material layer 223 may be stacked on the
本発明の好ましい一実施例によれば、エネルギー転換層は、
ポリメタクリル酸メチル(ＰｏｌｙＭｅｔｈｙｌＭｅｔｈＡｃｒｙｌａｔｅ、ＰＭＭＡ)、ポリエチレン(Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ)、ポリスチレン(Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ、ＰＳ)、ポリビニルピロリドン(Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ、ＰＶＰ)、ポリ(４ビニルフェノール)(ｐｏｌｙ(４−ｖｉｎｙｌｐｅｎｏｌ)、ＰＶＰ)またはポリエーテルスルフォン(ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ、ＰＥＳ)、ポリ(４−メトキシフェニルアクリレート)(Ｐｏｌｙ(４−ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌａｃｒｙｌａｔｅ)；ＰＭＰＡ)、ポリ(フェニルアクリレート)(Ｐｏｌｙ(ｐｈｅｎｙｌａｃｒｙｌａｔｅ)；ＰＰＡ)、ポリ(２,２,２−トリフルオロエチルメタクリレート)(Ｐｏｌｙ(２,２,２−ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ)；ＰＴＦＭＡ)、シアノエチルプルラン(Ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｐｕｌｌｕｌａｎ；ＣＹＥＰＬ)、ポリ塩化ビニル(ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｃｈｌｏｒｉｄｅ；ＰＶＣ)、ポリ(パラバン酸)樹脂(Ｐｏｌｙ(ｐａｒａｂａｎｉｃ ａｃｉｄ)ｒｅｓｉｎ；ＰＰＡ)、ポリ(ｔ−ブチルスチレン)(Ｐｏｌｙ(ｔ−ｂｕｔｙｌｓｔｙｒｅｎｅ)；ＰＴＢＳ)、ポリチエニレンビニレン(Ｐｏｌｙｔｈｉｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ；ＰＴＶ)、ポリ酢酸ビニル(Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｃｅｔａｔｅ；ＰＶＡ)、ポリ(ビニルアルコール)(Ｐｏｌｙ(ｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ)；ＰＶＡ)、ポリ(Ｒメチルスチレン)(Ｐｏｌｙ(Ｒｍｅｔｈｙｌｓｔｙｒｅｎｅ)；ＰＡＭＳ)、ポリ(ビニルアルコール)−コ−ポリ(酢酸ビニル)−コ−ポリ(イタコン酸)(Ｐｏｌｙ(ｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ)−ｃｏ−ｐｏｌｙ(ｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ)−ｃｏ−ｐｏｌｙ(ｉｔａｃｏｎｉｃ ａｃｉｄ)；ＰＶＡＩＡ)、ポリオレフィン(Ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ)、ポリアクリレート(Ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ)、パリレン−Ｃ(Ｐａｒｙｌｅｎｅ−Ｃ)、ポリイミド(Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ)、オクタデシルトリクロロシラン(Ｏｃｔａｄｅｃｙｌｔｒｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ；ＯＴＳ)、ポリ(トリアリールアミン)(Ｐｏｌｙ(ｔｒｉａｒｙｌａｍｉｎｅ)；ＰＴＴＡ)、ポリ−３−ヘキシルチオフェン(Ｐｏｌｙ−３−ｈｅｘｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ；Ｐ３ＨＴ)、架橋結合されたポリ−４−ビニルフェノール(ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｅｄ Ｐｏｌｙ−４−ｖｉｎｙｌｐｈｅｎｏｌ；ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｅｄ ＰＶＰ)、ポリ(ペルフルオロアルケニルビニルエーテル)(Ｐｏｌｙ(ｐｅｒｆｌｕｏｒｏａｌｋｅｎｙｌｖｉｎｙｌ ｅｔｈｅｒ))、ナイロン−６(Ｎｙｌｏｎ−６)、ｎ−オクタデシルホスホン酸(ｎ−Ｏｃｔａｄｅｃｙｌｐｈｏｓｐｈｏｎｉｃ ａｃｉｄ；ＯＤＰＡ)、ポリテトラフルオロエチレン(Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＴＦＥ)、シリコン(ｓｉｌｉｃｏｎｅ)、ポリウレタン(ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ)、ラテックス(ｌａｔｅｘ)、アセチルセルロース(ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｃｅｔａｔｅ)、ＰＨＥＭＡ(ｐｏｌｙ(ｈｙｄｒｏｘｙ ｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ))、ポリ乳酸(ｐｏｌｙｌａｃｔｉｄｅ、ＰＬＡ)、ＰＧＡ(ポリグリコライド、ｐｏｌｙｇｌｙｃｏｌｉｄｅ)、またはＰＧＬＡ(Ｐｏｌｙｇｌｙｃｏｌｉｄｅ−ｃｏ−Ｌａｃｔｉｄｅ)のうち少なくともいずれか１つの物質を含む有機物層２２２；及び酸化シリコン(ＳｉＯ２)、酸化アルミニウム(Ａｌ２Ｏ３)、五酸化タンタル(Ｔａｎｔａｌｕｍ Ｐｅｎｔｏｘｉｄｅ、Ｔａ２Ｏ５)、酸化亜鉛(Ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ、ＺｎＯ)、酸化イットリウム(Ｙｔｔｒｉｕｍ ｏｘｉｄｅ、Ｙ２Ｏ３)、酸化セリウム(Ｃｅｒｉｕｍ ｏｘｉｄｅ、ＣｅＯ２)、二酸化チタン(ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ、ＴｉＯ２)、チタン酸バリウム(Ｂａｒｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ、ＢａＴｉＯ３)、チタン酸ジルコン酸バリウム(Ｂａｒｉｕｍ ｚｉｒｃｏｎａｔｅ ｔｉｔａｎａｔｅ、ＢＺＴ)、二酸化ジルコニウム(Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ、ＺｒＯ２)、酸化ランタン(Ｌａｎｔｈａｎｕｍ ｏｘｉｄｅ、Ｌａ２Ｏ３)、ハフニウムシリケート(Ｈａｆｎｏｎ、ＨｆＳｉＯ４)、ランタンアルミネート(Ｌａｎｔｈａｎｕｍ Ａｌｕｍｉｎａｔｅ、ＬａＡｌＯ３)、窒化ケイ素(Ｓｉｌｉｃｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ、Ｓｉ３Ｎ４)、ペロブスカイト(Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ)物質としては、チタン酸ストロンチウム(Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ、ＳｒＴｉＯ３)、チタン酸バリウムストロンチウム(ｂａｒｉｕｍ ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ、ＢＳＴ)、チタン酸ジルコン酸鉛(Ｌｅａｄ ｚｉｒｃｏｎａｔｅ ｔｉｔａｎａｔｅ、ＰＺＴ)、チタン酸カルシウム銅(Ｃａｌｃｉｕｍ ｃｏｐｐｅｒ ｔｉｔａｎａｔｅ、ＣＣＴＯ)、酸化ハフニウム(ＨｆＯ２)、アパタイト(Ａ１０(ＭＯ４)６(Ｘ)２)、ハイドロキシアパタイト(Ｃａ１０(ＰＯ４)６(ＯＨ)２)、リン酸三カルシウム(Ｃａ３(ＰＯ４２))、Ｎａ２Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ２、またはバイオガラス(ＣａＯ−ＳｉＯ２−Ｐ２Ｏ５)のうち少なくともいずれか１つの物質を含む無機物層２２１を含む。
According to a preferred embodiment of the present invention, the energy conversion layer is
Polymethylmethacrylate (PolyMethylMethacrylate, PMMA), Polyethylene (Polyethylene, PE), Polystyrene (Polystyrene, PS), Polyvinylpyrrolidone (Polyvinylpyrrolidone, PVP), Poly (4-vinylphenol) (poly (4-vinylPV) Polyethersulfone (PES), poly (4-methoxyphenylacrylate) (Poly (4-methoxyphenylacrylate); PMPA), poly (phenylacrylate) (Poly (phenylacrylate); PPA), poly (2,2,2-triphenyl) Fluoroethyl methacrylate) (Poly (2,2,2-trifluoroethyl methacrylate) PTFMA), cyanoethyl pullulan (CYEPL), polyvinyl chloride (PVC), poly (parabanic acid) resin (Poly (parabic acid) resin; PPA), poly (t-butylstyrene) (Poly) (t-butylstyrene); PTBS), polythienylene vinylene (PTV), polyvinyl acetate (PVA), poly (vinyl alcohol) (PVA), poly (R methyl styrene) Poly (Rmethylstyrene); PAMS), poly (vinyl alcohol) -co-poly (vinyl acetate) -co-poly (itaconic acid) (Poly (vinyl al)) cohol) -co-poly (vinyl acetate) -co-poly (itaconic acid); PVAIA), polyolefin (Polyolefin), polyacrylate (Polyacrylate), parylene-C (Parylene-C), polyimide (Polyimide), octadecyltrichlorosilane (Octadecyltrichlorosilane; OTS), poly (triarylamine) (Poly (triarylamine); PTTA), poly-3-hexylthiophene (P3HT), cross-linked poly-4-vinylphenol (cross-) linked-poly-4-vinylphenol; cross-linked PVP), poly (perfluoroalkenyl vinyl) Ether (Poly (perfluoroalkylene ether)), Nylon-6 (Nylon-6), n-Octadecylphosphonic acid (ODPA), Polytetrafluoroethylene (Polytetrafluoroethylene, PTFE, Silicone, PTFE) poly (thylene), latex (latex), acetylcellulose (cellulose acetate), PHEMA (poly (hydroxyethylmethacrylate)), polylactic acid (polylactide, PLA), PGA (polyglycolide, decolypylol), PG-L ) And an organic material layer 222 containing any one of the above substances; and silicon oxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), zinc oxide (Zinc oxide, ZnO) Yttrium oxide (Y 2 O 3 ), Cerium oxide (CeO 2 ), Titanium dioxide (TiO 2 ), Barium titanate (BaTiO 3 ), Titanium zirconate (Zirconate) Barium zirconate titanate, BZT), zirconium dioxide (zirconium dioxide, ZrO 2), lanthanum oxide (lanthanum oxide, La 2 O 3 ), hafnium silicate (H fnon, HfSiO 4), lanthanum aluminate (Lanthanum Aluminate, LaAlO 3), silicon nitride (Silicon nitride, Si 3 N 4 ), as the perovskite (Perovskite) materials, strontium titanate (Strontium titanate, SrTiO3), barium titanate strontium (barium strontium titanate, BST), lead zirconate titanate (Lead zirconate titanate, PZT), calcium copper titanate (calcium copper titanate, CCTO), hafnium oxide (HfO 2), apatite (A 10 (MO 4) 6 (X) 2 ), hydroxyapatite (Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ), tricalcium phosphate (Ca 3 (PO 42 )), Na 2 O—CaO—SiO 2 , or bioglass (CaO—SiO 2 —P 2 O 5 ), an inorganic layer 221 containing at least one substance.
好ましくは、有機物層２２２は誘電率(ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ、Ｋ)が４以下の物質が使われることができ、無機物層２２１は比誘電率(ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ、Ｋ)が５以上の物質が使われることができる。
Preferably, the
本発明の好ましい一実施例によれば、疎水性物質層２２３は、シラン(ｓｉｌａｎｅ)系物質、フルオロポリマー(ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒ)物質、トリクロロシラン(Ｔｒｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ)、トリメトキシシラン(Ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ)、ペンタフルオロフェニルプロピルトリクロロシラン(Ｐｅｎｔａｆｌｕｏｒｏｐｈｅｎｙｌｐｒｏｐｙｌｔｒｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ)、(ベンジルオキシ)アルキルトリメトキシシラン((ｂｅｎｚｙｌｏｘｙ)ａｌｋｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ；ＢＳＭ−２２)、(ベンジルオキシ)アルキルトリクロロシラン((ｂｅｎｚｙｌｏｘｙ)ａｌｋｙｌｔｒｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ；ＢＴＳ)、ヘキサメチルジシラザン(ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌａｚａｎｅ；ＨＭＤＳ)、オクタデシルトリクロロシラン(ｏｃｔａｄｅｃｙｌｔｒｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ；ＯＴＳ)、オクタデシルトリメトキシシラン(ｏｃｔａｄｅｃｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ；ＯＴＭＳ)、ジビニルテトラメチルジシロキサン−ビス−(ベンゾシクロブテン)(ｄｉｖｉｎｙｌｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌｏｘａｎｅ−ｂｉｓ(ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ)；ＢＣＢ)のうち少なくともいずれか１つの物質またはこれら物質の混合物からなる。 According to a preferred embodiment of the present invention, the hydrophobic material layer 223 includes a silane-based material, a fluoropolymer material, trichlorosilane, trimethoxysilane, pentafluorophenylpropyltrichlorosilane. (Pentafluorophenylpropyltrichlorosilane), (Benzyloxy) alkyltrimethoxysilane ((Benzyloxy) alkyltrimethylsiloxane; (Benzoxy) alkyltrichlorosilane; (Benzoxy) alkyltrichlorosilane; (Benzyloxy) alkyltrichlorosilane; Octadecyltrichlorosilane (OTS), Octadecyltrimethoxysilane (OTMS), Divinyltetramethyldisiloxane-bis- (benzocyclobutene) C It consists of a substance or a mixture of these substances.
本発明の好ましい一実施例によれば、第１電極２２０または第２電極２３０は、ＩＴＯ、ＩＧＯ、クロム、アルミニウム、ＩＺＯ(Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ)、ＩＧＺＯ(Ｉｎｄｉｕｍ Ｇａｌｌｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ)、ＺｎＯ、ＺｎＯ２またはＴｉＯ２のうち少なくともいずれか１つを含む無機電極であるか、白金、金、銀、アルミニウム、鉄または銅のうち少なくともいずれか１つを含む金属電極であるか、ポリエチレンジオキシチオフェン(ＰＥＤＯＴ、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ)、カーボンナノチューブ(ＣＮＴ、Ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏ ｔｕｂｅ)、グラフェン(ｇｒａｐｈｅｎｅ)、ポリアセチレン(ｐｏｌｙａｃｅｔｙｌｅｎｅ)、ポリチオフェン(Ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ、ＰＴ)、ポリピロール(Ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ)、ポリパラフェニレン(ｐｏｌｙｐａｒａｐｈｅｎｙｌｅｎｅ、ＰＰＶ)、ポリアニリン(Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ)、ポリ窒化硫黄(ｐｏｌｙ ｓｕｌｆｕｒ ｎｉｔｒｉｄｅ)、ステンレススチール、クロムを１０％以上含む鉄合金、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｔｉ合金、ニチノール(Ｎｉ−Ｔｉ)またはポリパラフェニレンビニレン(ｐｏｌｙｐａｒａｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ)のうち少なくともいずれか１つを含む有機電極である。
According to a preferred embodiment of the present invention, the
本発明の好ましい一実施例によれば、イオン性液体２６０は、ＮａＣｌ、ＬｉＣｌ、ＮａＮｏ３、Ｎａ２ＳｉＯ３、ＡｌＣｌ３−ＮａＣｌ、ＬｉＣｌ−ＫＣｌ、ＫＣＬ、Ｎａ、ＮａＯＨ、Ｈ２ＳＯ４、ＣＨ３ＣＯＯＨ、ＨＦ、ＣｕＳＯ４、エチレングリコール、プロピレングリコールまたはＡｇＣｌのうち少なくともいずれか１つを含む。 According to one preferred embodiment of the present invention, the ionic liquid 260 is NaCl, LiCl, NaNo 3 , Na 2 SiO 3 , AlCl 3 -NaCl, LiCl-KCl, KCL, Na, NaOH, H 2 SO 4 , CH. 3 COOH, HF, CuSO 4 , ethylene glycol, propylene glycol, or AgCl is included.
好ましくは、本発明の一実施例によるエネルギー転換基板は、非導電性ガスで満たされた環境で実施される。一般的に、上記空間は一般空気環境でも可能である。 Preferably, the energy conversion substrate according to an embodiment of the present invention is implemented in an environment filled with a non-conductive gas. In general, the space can be a general air environment.
好ましくは、非導電性ガスは空気、酸素、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノンまたはラドンのうち少なくともいずれか１つからなる。 Preferably, the non-conductive gas is composed of at least one of air, oxygen, nitrogen, argon, helium, neon, krypton, xenon or radon.
好ましくは、図２に示されたように、第１電極２２０及び第２電極２３０からなる対による電気エネルギーＶ１の発生の他に、他の電極の対(２４１、２４２、２４３、２４４)による電気エネルギーＶ２、Ｖ３を発生させるように構成することができる。
Preferably, as shown in FIG. 2, in addition to the generation of the electrical energy V1 by the pair of the
図３は、本発明の他の実施例に係る液体を利用したエネルギー転換基板の概略図である。図３を参照すれば、本発明の他の実施例による液体を利用したエネルギー転換基板は、ベース基板２１０上に第１電極２２０が平面状の凹部を有するようにパターニングされ、第２電極２２０が上記凹部に相応する凸部を有するようにパターニングされるように構成される。
FIG. 3 is a schematic view of an energy conversion substrate using a liquid according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, an energy conversion substrate using a liquid according to another embodiment of the present invention is patterned such that the
これにより、イオン性液体または水との接触面、接触面積、接触角等の変化をより大きくしてエネルギー転換効率を増大させることができる。 Thereby, changes in the contact surface, contact area, contact angle, etc. with the ionic liquid or water can be increased to increase the energy conversion efficiency.
図５は、本発明のまた他の実施例に係る液体を利用したエネルギー転換基板の構造図である。図５を参照すれば、本発明のまた他の実施例による液体を利用したエネルギー転換基板は、ベース基板５１０；ベース基板５１０上に間隔を置いてパターニングされた第１電極５２０及び第２電極５３０；第１電極５２０または第２電極５３０のうち少なくともいずれか１つの上に形成されるエネルギー転換層５２１、５２２とを含むように構成される。
FIG. 5 is a structural diagram of an energy conversion substrate using a liquid according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, a liquid-based energy conversion substrate according to another embodiment of the present invention includes a
エネルギー転換層５２１、５２２は、第１電極２２０と第２電極２３０上を流れる導電性液体との接触角、接触面、接触面積のうち少なくともいずれか１つが変化して電気エネルギーを生成する。
The energy conversion layers 521 and 522 generate electrical energy by changing at least one of a contact angle, a contact surface, and a contact area between the
本発明の好ましい一実施例によれば、導電性液体は、水銀、リチウム、ガリウム、カリウム、ＮａＫ、ビスマス、錫、ナトリウム、ナトリウムカリウム合金などが使われることができ、比抵抗の範囲が１μΩｃｍ〜１０００μΩｃｍであり、比誘電率(ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ、Ｋ)が５以下であることが望ましい。 According to a preferred embodiment of the present invention, the conductive liquid may be mercury, lithium, gallium, potassium, NaK, bismuth, tin, sodium, sodium potassium alloy, etc., and the resistivity range is 1 μΩcm. 1000 is .mu..OMEGA.cm, the dielectric constant (dielectric constant, K) is desirably 5 or less.
本発明の好ましい一実施例によれば、親水性物質層５２３は、エネルギー転換層５２１、５２２上に積層される。このような親水性物質層５２３は、導電性液体が電極５２０、５３０との接触面、接触角または接触面積の変化を容易にするために積層される。
According to a preferred embodiment of the present invention, the
本発明の好ましい一実施例によれば、親水性物質層５２３は、ポリアクリル酸(Ｐｏｌｙ(ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ)、ＰＡＡ)、アクリルアミド(Ａｃｒｙｌａｍｉｄｅｓ)、無水マレイン酸共重合体(Ｍａｌｅｉｃ Ａｎｈｙｄｒｉｄｅ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ)、メタクリレート(Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ)、エタクリレート(Ｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ)、アミン機能性ポリマー(Ａｍｉｎｅ−Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ)、ポリスチレンスルホン酸(Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ、ＰＳＳ)、ビニル酸(Ｖｉｎｙｌ Ａｃｉｄｓ)、ビニルアルコール(Ｖｉｎｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌｓ)、−ＮＨ、−ＣＯ−、アミノ基−ＮＨ２、水酸基−ＯＨまたはカルボキシル基−ＣＯＯＨのうち少なくともいずれか１つの機能基を含む物質からなる。
According to a preferred embodiment of the present invention, the
この他に、導電性液体を利用する上記実施例において、第１電極５２０、第２電極５３０、無機物層５２１、有機物層５２２の特徴と構造、電極のパターニングされた形状などに係わる技術的事項は、前述のイオン性液体または水を使った実施例あるいは図２、図３及び図４ａ〜図４ｄで説明した内容によって構成されることができるため、詳しい内容は略する。
In addition to the above, in the above embodiment using a conductive liquid, the technical matters related to the characteristics and structure of the first electrode 520, the second electrode 530, the
本発明は、前述のように異種液体を２種類以上を使う従来のものに比べて、チャンネル内の詰まり現象、混和現象を阻むことができ、潤滑層(ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ)も必要でなくなる。特に、対向する電極の対を求めていないため、チャンネル構造などのような製造の難しさまたは液体の循環性が困難な構造の制限がないので、より経済的で管理が容易なエネルギー転換装置を構成することができる。 As described above, the present invention can prevent clogging and mixing phenomena in the channel, and eliminates the need for a lubricating layer, as compared with the conventional type using two or more kinds of different liquids. In particular, since there is no requirement for a pair of opposing electrodes, there is no restriction on the structure such as the channel structure or the difficulty of manufacturing or the structure in which the liquid circulation is difficult. Can be configured.
また、従来の技術は、電極絶縁膜の構造を１層の自記組織化単層分子(ｓｅｌｆ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍｏｎｏｌａｙｅｒ)と１層の誘電層(ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｌａｙｅｒ)またはそれ以上の絶縁層(ｎｏｎ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｌａｙｅｒ)またはこれらの多様な組合を制限しているが、本発明は最適のエネルギー転換効率のための構造を提案する。すなわち、第１電極または第２電極のうち少なくとも一方の基板に(積層手順によって)電極／無機物層／有機物層／(疎水性物質層、新水性物質層のうち液体の種類によって選択される)または電極／有機物層／無機物層／(疎水性物質層、新水性物質層のうち液体の種類によって選択される)の構成を有するようにし、第１電極及び第２電極の両方に(積層手順によって)電極／無機物層／有機物層／(疎水性物質層、新水性物質層のうち液体の種類によって選択される)または電極／有機物層／無機物層／(疎水性物質層、新水性物質層のうち液体の種類によって選択される)の構成を有するように変更されることができる。 In addition, in the related art, the structure of the electrode insulating film is divided into one self-assembled monolayer molecule and one dielectric layer or more insulating layers or non-conducting layers. While limiting these diverse associations, the present invention proposes a structure for optimal energy conversion efficiency. That is, the electrode / inorganic layer / organic layer / (hydrophobic material layer, selected from the liquid type of the new aqueous material layer) on at least one substrate of the first electrode or the second electrode (by the stacking procedure) or Electrode / organic layer / inorganic layer / (selected from the hydrophobic material layer and the new aqueous material layer depending on the type of liquid), and both the first electrode and the second electrode (by the laminating procedure) Electrode / Inorganic substance layer / Organic substance layer / (Selected according to the type of liquid among hydrophobic substance layer and new aqueous substance layer) or Electrode / Organic substance layer / Inorganic substance layer / (Liquid among hydrophobic substance layer and new aqueous substance layer) Can be modified to have a configuration (selected by type).
そして、従来技術は導電性液体を利用するに当たって、分極のための外部電源の印加を必要としたが、本発明はエネルギー転換層がイオン性液体を分極する役目をして外部電源の印加が不要である。 In the prior art, the use of the conductive liquid requires application of an external power source for polarization. However, the present invention does not require the application of an external power source because the energy conversion layer serves to polarize the ionic liquid. It is.
以上では本発明の好ましい実施例及び応用例について示し、説明したが、本発明は上述した特定の実施例及び応用例に限定されず、請求範囲で請求する本発明の要旨を逸脱せずに、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって多様な変形実施が可能であることは勿論であり、このような変形実施は本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されてはならない。 While the preferred embodiments and applications of the present invention have been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments and applications described above, without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. It goes without saying that various modifications can be made by those having ordinary knowledge in the technical field to which the invention pertains, and such modifications are not individually understood from the technical idea and perspective of the present invention. Don't be.
２１０：ベース基板
２２０：第１電極
２３０：第２電極
２２１：無機物層
２２２：有機物層
２２３：疎水性物質層
２９０：イオン性液体または水
210: base substrate 220: first electrode 230: second electrode 221: inorganic layer 222: organic layer 223: hydrophobic material layer 290: ionic liquid or water
Claims (14)
前記第１電極または第２電極のうち少なくともいずれか１つの上に形成されるエネルギー転換層とを有し、前記第１電極及び前記第２電極の間の前記間隔には、前記エネルギー転換層は形成されておらず前記基板の表面が露出しており、
イオン性液体または水が前記電極上を流れながら前記電極との接触角、接触面及び接触面積のうちいずれか１つが変化して前記エネルギー転換層によって電気エネルギーを生成することを特徴とする液体を利用したエネルギー転換基板。 A first electrode and a second electrode patterned on the substrate at intervals;
An energy conversion layer formed on at least one of the first electrode and the second electrode, and the energy conversion layer is in the space between the first electrode and the second electrode. It is not formed and the surface of the substrate is exposed,
A liquid characterized in that an ionic liquid or water flows over the electrode, and any one of a contact angle with the electrode, a contact surface, and a contact area is changed to generate electric energy by the energy conversion layer. Utilized energy conversion board.
前記第１電極または第２電極のうち少なくともいずれか１つの上に形成されるエネルギー転換層とを有し、前記第１電極及び前記第２電極の間の前記間隔には、前記エネルギー転換層は形成されておらず前記基板の表面が露出しており、
導電性液体が前記電極上を流れながら前記電極との接触角、接触面及び接触面積のうち少なくともいずれか１つが変化して前記エネルギー転換層によって電気エネルギーを生成することを特徴とする液体を利用したエネルギー転換基板。 A first electrode and a second electrode patterned on the substrate at intervals;
An energy conversion layer formed on at least one of the first electrode and the second electrode, and the energy conversion layer is in the space between the first electrode and the second electrode. It is not formed and the surface of the substrate is exposed,
Utilizing a liquid characterized in that at least one of a contact angle, a contact surface, and a contact area with the electrode is changed while the conductive liquid flows on the electrode to generate electric energy by the energy conversion layer Energy conversion board.
ポリメタクリル酸メチル(ＰｏｌｙＭｅｔｈｙｌＭｅｔｈＡｃｒｙｌａｔｅ、ＰＭＭＡ)、ポリエチレン(Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ)、ポリスチレン(Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ、ＰＳ)、ポリビニルピロリドン(Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ、ＰＶＰ)、ポリ(４ビニルフェノール)(ｐｏｌｙ(４−ｖｉｎｙｌｐｅｎｏｌ)、ＰＶＰ)またはポリエーテルスルフォン(ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ、ＰＥＳ)、ポリ(４−メトキシフェニルアクリレート)(Ｐｏｌｙ(４−ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌａｃｒｙｌａｔｅ)；ＰＭＰＡ)、ポリ(フェニルアクリレート)(Ｐｏｌｙ(ｐｈｅｎｙｌａｃｒｙｌａｔｅ)；ＰＰＡ)、ポリ(２,２,２−トリフルオロエチルメタクリレート)(Ｐｏｌｙ(２,２,２−ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ)；ＰＴＦＭＡ)、シアノエチルプルラン(Ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｐｕｌｌｕｌａｎ；ＣＹＥＰＬ)、ポリ塩化ビニル(ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｃｈｌｏｒｉｄｅ；ＰＶＣ)、ポリ(パラバン酸)樹脂(Ｐｏｌｙ(ｐａｒａｂａｎｉｃ ａｃｉｄ)ｒｅｓｉｎ；ＰＰＡ)、ポリ(ｔ−ブチルスチレン)(Ｐｏｌｙ(ｔ−ｂｕｔｙｌｓｔｙｒｅｎｅ)；ＰＴＢＳ)、ポリチエニレンビニレン(Ｐｏｌｙｔｈｉｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ；ＰＴＶ)、ポリ酢酸ビニル(Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｃｅｔａｔｅ；ＰＶＡ)、ポリ(ビニルアルコール)(Ｐｏｌｙ(ｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ)；ＰＶＡ)、ポリ(Ｒメチルスチレン)(Ｐｏｌｙ(Ｒｍｅｔｈｙｌｓｔｙｒｅｎｅ)；ＰＡＭＳ)、ポリ(ビニルアルコール)−コ−ポリ(酢酸ビニル)−コ−ポリ(イタコン酸)(Ｐｏｌｙ(ｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ)−ｃｏ−ｐｏｌｙ(ｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ)−ｃｏ−ｐｏｌｙ(ｉｔａｃｏｎｉｃ ａｃｉｄ)；ＰＶＡＩＡ)、ポリオレフィン(Ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ)、ポリアクリレート(Ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ)、パリレン−Ｃ(Ｐａｒｙｌｅｎｅ−Ｃ)、ポリイミド(Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ)、オクタデシルトリクロロシラン(Ｏｃｔａｄｅｃｙｌｔｒｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ；ＯＴＳ)、ポリ(トリアリールアミン) (Ｐｏｌｙ(ｔｒｉａｒｙｌａｍｉｎｅ)；ＰＴＴＡ)、ポリ−３−ヘキシルチオフェン(Ｐｏｌｙ−３−ｈｅｘｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ；Ｐ３ＨＴ)、架橋結合されたポリ−４−ビニルフェノール(ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｅｄ Ｐｏｌｙ−４−ｖｉｎｙｌｐｈｅｎｏｌ；ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｅｄ ＰＶＰ)、ポリ(ペルフルオロアルケニルビニルエーテル)(Ｐｏｌｙ(ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ ａｌｋｅｎｙｌｖｉｎｙｌ ｅｔｈｅｒ))、ナイロン−６(Ｎｙｌｏｎ−６)、ｎ−オクタデシルホスホン酸(ｎ−Ｏｃｔａｄｅｃｙｌｐｈｏｓｐｈｏｎｉｃ ａｃｉｄ；ＯＤＰＡ)、ポリテトラフルオロエチレン(Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＴＦＥ)、シリコン(ｓｉｌｉｃｏｎｅ)、ポリウレタン(ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ)、ラテックス(ｌａｔｅｘ)、アセチルセルロース(ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｃｅｔａｔｅ)、ＰＨＥＭＡ(ｐｏｌｙ(ｈｙｄｒｏｘｙ ｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ))、ポリ乳酸(ｐｏｌｙｌａｃｔｉｄｅ、ＰＬＡ)、ＰＧＡ(ポリグリコライド、ｐｏｌｙｇｌｙｃｏｌｉｄｅ)、またはＰＧＬＡ(Ｐｏｌｙｇｌｙｃｏｌｉｄｅ−ｃｏ−Ｌａｃｔｉｄｅ)のうち少なくともいずれか１つの物質を含む有機物層を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の液体を利用したエネルギー転換基板。 The energy conversion layer is
Polymethylmethacrylate (PolyMethylMethacrylate, PMMA), Polyethylene (Polyethylene, PE), Polystyrene (Polystyrene, PS), Polyvinylpyrrolidone (Polyvinylpyrrolidone, PVP), Poly (4-vinylphenol) (poly (4-vinylPV) Polyethersulfone (PES), poly (4-methoxyphenylacrylate) (Poly (4-methoxyphenylacrylate); PMPA), poly (phenylacrylate) (Poly (phenylacrylate); PPA), poly (2,2,2-triphenyl) Fluoroethyl methacrylate) (Poly (2,2,2-trifluoroethyl methacrylate) PTFMA), cyanoethyl pullulan (CYEPL), polyvinyl chloride (PVC), poly (parabanic acid) resin (Poly (parabic acid) resin; PPA), poly (t-butylstyrene) (Poly) (t-butylstyrene); PTBS), polythienylene vinylene (PTV), polyvinyl acetate (PVA), poly (vinyl alcohol) (PVA), poly (R methyl styrene) Poly (Rmethylstyrene); PAMS), poly (vinyl alcohol) -co-poly (vinyl acetate) -co-poly (itaconic acid) (Poly (vinyl al)) cohol) -co-poly (vinyl acetate) -co-poly (itaconic acid); PVAIA), polyolefin (Polyolefin), polyacrylate (Polyacrylate), parylene-C (Parylene-C), polyimide (Polyimide), octadecyltrichlorosilane (Octadecyltrichlorosilane; OTS), poly (triarylamine) (Poly (triarylamine); PTTA), poly-3-hexylthiophene (P3HT), cross-linked poly-4-vinylphenol (cross-) linked-poly-4-vinylphenol; cross-linked PVP), poly (perfluoroalkenyl vinyl) Ether) (Poly (perfluoroalkenylvinyl ether)), nylon-6 (Nylon-6), n-octadecylphosphonic acid (ODPA), polytetrafluoroethylene (Polytetrafluoroethylene, PTF) (polyurethane), latex (latex), acetylcellulose (cellulose acetate), PHEMA (poly (hydroxyethyl methacrylate)), polylactic acid (polylactide, PLA), PGA (polyglycolide, colypylol, PG) Less than Lactide) Energy conversion substrate using a liquid according to any one of claims 1 to 9 characterized in that it also comprises an organic layer containing any one material.
酸化シリコン(ＳｉＯ２)、酸化アルミニウム(Ａｌ２Ｏ３)、五酸化タンタル(Ｔａｎｔａｌｕｍ Ｐｅｎｔｏｘｉｄｅ、Ｔａ２Ｏ５)、酸化亜鉛(Ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ、ＺｎＯ)、酸化イットリウム(Ｙｔｔｒｉｕｍ ｏｘｉｄｅ、Ｙ２Ｏ３)、酸化セリウム(Ｃｅｒｉｕｍ ｏｘｉｄｅ、ＣｅＯ２)、 二酸化チタン(ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ、ＴｉＯ２)、チタン酸バリウム(Ｂａｒｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ、ＢａＴｉＯ３)、チタン酸ジルコン酸バリウム(Ｂａｒｉｕｍ ｚｉｒｃｏｎａｔｅ ｔｉｔａｎａｔｅ、ＢＺＴ)、二酸化ジルコニウム(Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ、ＺｒＯ２)、酸化ランタン(Ｌａｎｔｈａｎｕｍ ｏｘｉｄｅ、Ｌａ２Ｏ３)、ハフニウムシリケート(Ｈａｆｎｏｎ、ＨｆＳｉＯ４)、ランタンアルミネート(Ｌａｎｔｈａｎｕｍ Ａｌｕｍｉｎａｔｅ、ＬａＡｌＯ３)、窒化ケイ素(Ｓｉｌｉｃｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ、Ｓｉ３Ｎ４)、ペロブスカイト(Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ)物質としては、チタン酸ストロンチウム(Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ、ＳｒＴｉＯ３)、チタン酸バリウムストロンチウム(ｂａｒｉｕｍ ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ、ＢＳＴ)、チタン酸ジルコン酸鉛(Ｌｅａｄ ｚｉｒｃｏｎａｔｅ ｔｉｔａｎａｔｅ、ＰＺＴ)、チタン酸カルシウム銅(Ｃａｌｃｉｕｍ ｃｏｐｐｅｒ ｔｉｔａｎａｔｅ、ＣＣＴＯ)、酸化ハフニウム(ＨｆＯ２)、アパタイト(Ａ１０(ＭＯ４)６(Ｘ)２)、ハイドロキシアパタイト(Ｃａ１０(ＰＯ４)６(ＯＨ)２)、リン酸三カルシウム(Ｃａ３(ＰＯ４２))、Ｎａ２Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ２、またはバイオガラス(ＣａＯ−ＳｉＯ２−Ｐ２Ｏ５)のうち少なくともいずれか１つの物質を含む無機物層を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の液体を利用したエネルギー転換基板。 The energy conversion layer is
Silicon oxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), tantalum pentoxide (Tantalum Pentoxide, Ta 2 O 5 ), zinc oxide (Zinc oxide, ZnO), yttrium oxide (Yttrium oxide, Y 2 O 3 ), Cerium oxide (Cerium oxide, CeO 2 ), titanium dioxide (titanium dioxide, TiO 2 ), barium titanate (Barium titanate, BaTiO 3 ), barium zirconate titanate (Barium zirconate titanate, zirconium dioxide BZTx, BZTx) ZrO 2), lanthanum oxide (lanthanum oxide, La 2 O 3 ), hafnium silicate (Hafnon, HfSiO 4), lanthanum aluminum Natick (Lanthanum Aluminate, LaAlO 3), silicon nitride (Silicon nitride, Si 3 N 4 ), as the perovskite (Perovskite) materials, strontium titanate (Strontium titanate, SrTiO3), barium strontium titanate (barium strontium titanate, BST), Lead zirconate titanate (PZT), calcium copper titanate (Calcium copper titanate, CCTO), hafnium oxide (HfO 2 ), apatite (A 10 (MO 4 ) 6 (X) 2 ), hydroxyapatite ( Ca 10 (PO 4) 6 ( OH) 2), tricalcium phosphate (Ca 3 (PO 42)) , Na 2 O-CaO-SiO 2 Or a liquid according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises an inorganic layer comprising at least one of the substances of the bioglass (CaO-SiO 2 -P 2 O 5) Utilized energy conversion board.
ＩＴＯ、ＩＧＯ、クロム、アルミニウム、ＩＺＯ(Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ)、ＩＧＺＯ(Ｉｎｄｉｕｍ Ｇａｌｌｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ)、ＺｎＯ、ＺｎＯ２またはＴｉＯ２のうち少なくともいずれか１つを含む無機電極であるか、白金、金、銀、アルミニウム、鉄または銅のうち少なくともいずれか１つを含む金属電極であるか、ポリエチレンジオキシチオフェン(ＰＥＤＯＴ、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ)、カーボンナノチューブ(ＣＮＴ、Ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏ ｔｕｂｅ)、グラフェン(ｇｒａｐｈｅｎｅ)、ポリアセチレン(ｐｏｌｙａｃｅｔｙｌｅｎｅ)、ポリチオフェン(Ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ、ＰＴ)、ポリピロール(Ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ)、ポリパラフェニレン(ｐｏｌｙｐａｒａｐｈｅｎｙｌｅｎｅ、ＰＰＶ)、ポリアニリン(Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ)、ポリ窒化硫黄(ｐｏｌｙ ｓｕｌｆｕｒ ｎｉｔｒｉｄｅ)、ステンレススチール、クロムを１０％以上含有した鉄合金、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｔｉ合金、ニチノール(Ｎｉ−Ｔｉ)またはポリパラフェニレンビニレン(ｐｏｌｙｐａｒａｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ)のうち少なくともいずれか１つを含む有機電極であることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の液体を利用したエネルギー転換基板。 The first electrode or the second electrode is
It is an inorganic electrode including at least one of ITO, IGO, chromium, aluminum, IZO (Indium Zinc Oxide), IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide), ZnO, ZnO 2 or TiO 2 , platinum, gold, silver A metal electrode containing at least one of aluminum, iron, or copper, polyethylenedioxythiophene (PEDOT), carbon nanotube (CNT), graphene, polyacetylene (polyacetylene) , Polythiophene (PT), polypyrrole (polypyrrole), polyparaphenylene (polyparaph) nylon, PPV), polyaniline, poly sulfur nitride, stainless steel, iron alloy containing 10% or more of chromium, SUS304, SUS316, SUS316L, Co-Cr alloy, Ti alloy, Ni-tinol (Ni- 10. The energy conversion substrate using a liquid according to claim 1, wherein the substrate is an organic electrode containing at least one of Ti) and polyparaphenylene vinylene. .
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